题目内容
【题目】时,向
溶液中滴加等浓度的NaOH溶液,溶液的pH与NaOH溶液的体积关系如图所示.下列叙述不正确的是
A.C点溶液中含有和
B.溶液中水的电离程度比
溶液中小
C.B点,
D.D点,
【答案】C
【解析】
A.10mL 0.1molL-1 H2C2O4溶液与等浓度NaOH完全反应生成Na2C2O4,消耗NaOH的体积为20mL,此时溶液显碱性,C点溶液显中性,消耗的NaOH的体积小于20mL,所以溶液中溶质为NaHC2O4和Na2C2O4,故A正确;
B.多元弱酸根离子分步水解,以第一步水解为主,所以NaHC2O4溶液中水的电离程度比Na2C2O4溶液中小,故B正确;
C.B点,H2C2O4溶液与NaOH恰好反应生成NaHC2O4,由物料守恒可知,c (Na+)=c (H2C2O4)+c (HC2O4-)+c (C2O42-),故C错误;
D.D点,H2C2O4溶液与NaOH恰好反应生成Na2C2O4,Na2C2O4水解溶液显碱性,以第一步水解为主,所以溶液中离子浓度关系为;c (Na+)>c (C2O42-)>c (OH-)>c (HC2O4-)>c (H+),故D正确;
故答案为C。
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【题目】含氮化合物在工农业生产中都有重要应用。
(1)氮和肼(N2H4)是两种最常见的氮氢化物。
已知:4NH3(g)+3O2(g)2N2(g)+6H2O(g) ΔH1=-541.8 kJ·mol-1,化学平衡常数为K1。N2H4(g)+O2(g)
N2(g)+2H2O(g) ΔH2=-534 kJ·mol-1,化学平衡常数为K2。则用NH3和O2制取N2H4的热化学方程式为__________________,该反应的化学平衡常数K=________(用K1、K2表示)。
(2)对于2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g),在一定温度下,于1 L的恒容密闭容器中充入0.1 mol NO和0.3 mol CO,反应开始进行。
①下列能说明该反应已经达到平衡状态的是______(填字母代号)。
A.c(CO)=c(CO2)
B.容器中混合气体的密度不变
C.v(N2)正=2v(NO)逆
D.容器中混合气体的平均摩尔质量不变
②图1为容器内的压强(p)与起始压强(p0)的比值随时间(t)的变化曲线。0~5min内,该反应的平均反应速率v(N2)=________,平衡时NO的转化率为________。
(3)使用间接电化学法可处理燃烧烟气中的NO,装置如图所示。已知电解池的阴极室中溶液的pH在4~7之间,写出阴极的电极反应式:____________________。用离子方程式表示吸收池中除去NO的原理____________________________________________。
【答案】 4NH3(g)+O2(g)2N2H4(g)+2H2O(g)ΔH=+526.2 kJ·mol-1 K1/K22 D 0.006 mol·L-1·min-1 80% 2HSO3-+2e-+2H+===S2O42-+2H2O 2NO+2S2O42-+2H2O===N2+4HSO3-
【解析】(1)①4NH3(g)+3O2(g) 2N2(g)+6H2O(g) ΔH1=-541.8kJ/mol,化学平衡常数为K1。②N2H4(g)+O2(g)
N2(g)+2H2O(g) ΔH2=-534kJ/mol,化学平衡常数为K2。根据盖斯定律,将①-②×2得:4NH3(g)+O2(g) = 2N2H4(g)+2H2O(g) ΔH=(-541.8kJ/mol)-(-534kJ/mol)×2=+526.2kJ/mol,该反应的化学平衡常数K=
,故答案为:4NH3(g)+O2(g) = 2N2H4(g)+2H2O(g) ΔH=+526.2kJ/mol;
;
(2)对于2NO(g)+2CO(g) N2(g)+2CO2(g),在一定温度下,于1L的恒容密闭容器中充入0.1molNO和0.3molCO,反应开始进行。
①A.c(CO)=c(CO2),不表示浓度变化,不能判断是否为平衡状态,故A错误;B.反应中气体的质量不变,体积不变,容器中混合气体的密度始终不变,不能判断是否为平衡状态,故B错误;C.v(N2)正=2v(NO)逆表示,应该是2v(N2)正=v(NO)逆,才表示正逆反应速率相等,故C错误;D.该反应属于气体的物质的量发生变化的反应,容器中混合气体的平均摩尔质量不变时表示气体的物质的量不变, 说明是平衡状态,故D正确;故选D;
②根据容器内的压强(P)与起始压强(P0)的比值(P/P0)随时间(t)的变化曲线,0~5min内,=0.925,根据阿伏伽德罗定律及其推论,
=0.925,平衡时
=0.90,
2NO(g)+ 2CO(g) N2(g)+2CO2(g)
起始(mol) 0.1 0.3 0 0
反应 2x 2x x 2x
5min及平衡 0.1-2x 0.3-2x x 2x
5min时,=0.925,解得x=0.03mol,v(N2)=
= 0.006mol·L-1·min-1;平衡时,
=0.90,解得x=0.04mol,NO的转化率=
×100%=80%,故答案为:0.006 mol·L-1·min-1;80%;
(3)阴极发生还原反应,是亚硫酸氢根离子,得电子,生成硫代硫酸根离子,电极反应式为:2HSO3-+2e-+2H+═S2O42-+2H2O;硫代硫酸根离子与一氧化氮发生氧化还原反应,生成氮气,离子反应方程式为:2NO+2S2O42-+2H2O═N2+4HSO3-;故答案为:2HSO3-+2H++2e-=S2O42-+2H2O;2NO+2S2O42-+2H2O=N2+4HSO3-。
【题型】填空题
【结束】
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【题目】锂离子电池是目前具有最高比能量的二次电池。LiFePO4可极大地改善电池体系的安全性能,且具有资源丰富、循环寿命长、环境友好等特点,是锂离子电池正极材料的理想选择。生产LiFePO4的一种工艺流程如图:
已知:Ksp(FePO4·xH2O)=1.0×10-15,Ksp[Fe(OH)3]=4.0×10-38。
(1)在合成磷酸铁时,步骤Ⅰ中pH的控制是关键。如果pH<1.9,Fe3+沉淀不完全,影响产量;如果pH>3.0,则可能存在的问题是________________。
(2)步骤Ⅱ中,洗涤是为了除去FePO4·xH2O表面附着的________等离子。
(3)取3组FePO4·xH2O样品,经过高温充分煅烧测其结晶水含量,实验数据如下表:
实验序号 | 1 | 2 | 3 |
固体失重质量分数 | 19.9% | 20.1% | 20.0% |
固体失重质量分数=×100%,则x=_______(精确至0.1)。
(4)步骤Ⅲ中研磨的作用是__________________________________。
(5)在步骤Ⅳ中生成了LiFePO4、CO2和H2O,则氧化剂与还原剂的物质的量之比为________。
(6)H3PO4是三元酸,如图是常温下溶液中含磷微粒的物质的量分数(δ)随pH变化示意图。则PO第一步水解的水解常数K1的表达式为______,K1的数值最接近______(填字母)。
A.10-12.4 B.10-1.6 C.10-7.2 D.10-4.2
【题目】煤炭燃烧过程中会释放出大量的SO2,严重破坏生态环境。采用一定的脱硫技术可以把硫元素以CaSO4的形式固定,从而降低SO2的排放。但是煤炭燃烧过程中产生的CO又会与CaSO4发生化学反应,降低脱硫效率。相关反应的热化学方程式如下:
CaSO4(s)+CO(g) CaO(s)+SO2(g)+CO2(g) ΔH1=+218.4kJ·mol-1(反应Ⅰ)
CaSO4(s)+4CO(g) CaS(s)+4CO2(g) ΔH2= -175.6kJ·mol-1(反应Ⅱ)
请回答下列问题:
(1)假设某温度下,反应Ⅰ的速率(v1)大于反应Ⅱ的速率(v2),则下列反应过程能量变化示意图正确的是__________。
A. B.
C. D.
(2)在温度、容积相同且不变的3个密闭容器中,按不同方式投入反应物,保持恒温、恒容,测得反应达到平衡时的有关数据如下表(已知2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g)△H=196.6kJ·mol-1) 则:
容器 | 甲 | 乙 | 丙 | (填>,=,<) A.2c1_____c3 B.a+b_____196.6 C.2p2____p3 D.α1+α3___1 |
反应物投入量 | 2mol SO2、1mol O2 | 2mol SO3 | 4mol SO3 | |
SO3的浓度 (mol·L-1) | C1 | C2 | C3 | |
反应的能量变化 | 放出a kJ | 吸收b kJ | 吸收c kJ | |
体系压强 | P1 | P2 | P3 | |
反应物转化率 | α1 | α2 | α3 |
(3)“亚硫酸盐法”吸收烟气中的SO2。室温条件下,将烟气通入氨水中,测得溶液pH与含硫组分物质的量分数的变化关系如图所示。
请写出a点时n(HSO3-):n(H2SO3)=______,b点时溶液pH=7,则n(NH4+):n(HSO3-)=_____。
(4)催化氧化法去除NO,一定条件下,用NH3消除NO污染,其反应原理为4NH3+6NO 5N2+ 6H2O。不同温度条件下,n(NH3):n(NO)的物质的量之比分别为4:l、3:l、1:3时,得到NO脱除率曲线如图所示:
①曲线c对应NH3与NO的物质的量之比是__________。
②曲线a中NO的起始浓度为6×10-4mg/m3,从A点到B点经过0.8s,该时间段内NO的脱除速率为__________mg/(m3·s)。
(5)已知Ksp(BaSO4)=1×10-10,Ksp(BaCO3)=2.5×10-9,向0.4mol/L Na2SO4的溶液中加入足量BaCO3粉末(忽略体积变化),充分搅拌,发生反应SO42- (aq)+BaCO3(s) BaSO4 (s)+CO32-(aq) 静置后沉淀转化达到平衡。此时溶液中的c(SO42-)=____mol·L-1(保留小数点后两位).